瘤胃可降解蛋白如何影响微生物蛋白合成？

在反刍动物营养中，日粮蛋白与瘤胃微生物之间的动态相互作用在很大程度上决定了动物的整体蛋白状况。在此背景下，一个核心问题是：可供瘤胃微生物利用的蛋白量如何影响它们为动物产生的蛋白量？答案在于瘤胃可降解蛋白（RDP）的关键作用，它是微生物生长和随后的微生物蛋白合成（MPS）的基本底物。

Cropenta Insight

有效的蛋白质利用是动物营养的基石，无论是考虑到奶牛瘤胃来源的氨基酸还是其他物种的高度可消化蛋白质来源。重点仍然是有效地向动物提供必需氨基酸。

瘤胃可降解蛋白：促进微生物生长

瘤胃可降解蛋白（RDP）是指日粮蛋白中被瘤胃微生物分解成肽、氨基酸和氨的组分。这些氨（NH₃）随后被瘤胃微生物与可发酵能量一起利用，以合成其自身的细胞蛋白^{[1, 2]}。瘤胃中大约50%的微生物群落拥有蛋白酶，能够降解饲料蛋白来源，将其转化为可用于自身生长的形式^[1]。这个过程至关重要，因为微生物蛋白构成了最终到达小肠供反刍动物消化吸收的总蛋白的重要部分。

微生物蛋白合成的动态

微生物蛋白合成（MPS）是一个高效的过程，前提是RDP（作为氮源，主要是氨）和可发酵能量（来自碳水化合物）得到平衡和及时的供应。瘤胃微生物对氮的利用效率直接影响所产生的微生物蛋白量。如果RDP供应不足，微生物生长可能会受限，从而减少MPS并可能导致动物代谢蛋白不足。相反，如果RDP供应过剩而缺乏足够的可发酵能量，可能导致氨在瘤胃中积累，氨可能被吸收到血液中，在肝脏中转化为尿素并排出体外，这代表着氮的损失和动物的能量消耗^[2]。瘤胃不可降解蛋白（RUP）与RDP的比例（RUP:RDP）是配制日粮以平衡微生物和宿主动物营养供应的关键考虑因素^[3]。此外，蛋白质补充剂的类型和递送方式会影响瘤胃细菌群落，从而影响蛋白质利用的有效性^[4]。

从RDP到代谢蛋白

在瘤胃中合成的微生物蛋白流向小肠，在那里被消化，为宿主动物提供高质量的氨基酸来源。这种微生物蛋白，加上任何绕过瘤胃并在小肠中消化的瘤胃不可降解蛋白（RUP），构成了反刍动物可利用的总代谢蛋白。因此，优化RDP供应以最大限度地提高MPS是满足动物氨基酸需求的基础。它确保瘤胃生态系统有效地将膳食氮转化为动物可以吸收的形式，而不是仅仅依靠旁路蛋白组分。高效的MPS有助于减少日粮中昂贵RUP的含量，因为微生物可以有效地利用更易降解的蛋白质来源。

评估蛋白质组分：RDP、RUP和肠道消化率

通过瘤胃瘘管奶牛原位（尼龙袋）孵育测定的瘤胃降解动力学，用于提供溶解级分（S）、潜在可降解级分（D）和级分降解率（Kd）等参数。然后根据这些降解特征在假定的级分通过率（Kp）下计算RUP值，Kp通常根据采食量和产量估算，而不是在袋中测量。根据产品文档，RUP值只有在相同的假定通过率下评估时才具有可比性^{[5, 6]}。

此外，瘤胃不可降解蛋白的肠道消化率同样重要。高RUP值只有在其大部分在小肠中被消化并释放氨基酸以供吸收时才具有营养价值。根据产品文档，这通常使用带有十二指肠瘘管的奶牛的移动尼龙袋技术等方法进行测量^{[5, 6]}。例如，根据产品文档，Bypass Soy Protein MP在假定通过率为6%/h时，计算的RUP超过80%，瘤胃不可降解蛋白的肠道消化率接近100%^[5]。同样，根据产品文档，Bypass Rapeseed MP在6%/h时，计算的RUP约为80%，肠道消化率约为90%^[6]。根据产品文档，体外蛋白降解测试可能高估了美拉德反应保护蛋白的瘤胃保护作用，与体内测量结果相比^{[5, 6]}。

值得注意的是，并非所有旨在增加RUP的处理都同样有效或能达到声明的值。例如，一些比较物理热处理或木质素磺酸盐处理的菜籽粕的研究发现，它们的in-situ UDP值远低于声明值，在某些情况下与未经处理的粕仅有微小差异^[7]。这强调了稳健体内表征的重要性。

营养评估和配方考虑

营养蛋白评估系统，如荷兰DVE/OEB系统、德国nXP/RNB系统、INRA PDI或CNCPS代谢蛋白，将测量的降解和消化特性转化为实用的配方值。这些系统帮助营养师平衡RDP和RUP，以满足动物的需求，同时优化氮利用。根据产品文档，这些系统生成的值可能因具体系统和假定的通过率而异。例如，根据产品文档，Bypass Soy Protein MP在荷兰DVE/OEB评估中提供了特定的可消化蛋白值，瘤胃蛋白平衡接近零^[5]。

优化反刍动物日粮中的RDP供应

实现最佳RDP供应需要精确的平衡。过少的RDP会限制MPS，从而减少总代谢蛋白的供应。过多的RDP可能导致氮利用效率低下和氮排泄增加。饲料配方师旨在提供足够的RDP，以最大限度地促进微生物生长和MPS，确保高质量氨基酸持续流向小肠。这项策略不仅支持动物性能，还有助于管理氮排泄，从而提高反刍动物生产系统中的蛋白效率。

技术摘要

瘤胃可降解蛋白（RDP）对微生物蛋白合成（MPS）至关重要，它为瘤胃微生物的生长和产生高质量蛋白提供了必需的氮。最佳RDP供应，与可发酵能量同步，能最大限度地提高MPS，从而显著增加反刍动物可利用的代谢蛋白。根据产品文档，准确评估RDP、瘤胃不可降解蛋白（RUP）及其肠道消化率，通常通过原位方法，对于高效日粮配方和整体蛋白利用至关重要^{[5, 6]}。

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